磁场对电流的作用与电动机教案与习题

第1页版权所有不得复制年级初二学科物理内容标题磁场对电流的作用与电动机编稿老师王振宏一、学习目标：1.知道通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与导体中的电流方向和磁感线方向有关。2.知道直流电动机的工作原理和主要构造。3.知道改变直流电动机转动方向的方法。二、重点、难点：重点：通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向与导体中的电流方向、磁场方向都有关；直流电动机的能量转化。难点：电动机能够持续转动的原因。三、考点分析：1.考查重点：通电导体在磁场中受力的方向，与导体中的电流方向和磁感线的方向有关。从能量转化的角度理解通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动的过程。2.题型：填空题、选择题。3.在中考中所占的分值为3-5分，占总分值的4％左右。一、磁场对通电导体的作用××NNSSIFBNS1.通电导体在磁场中会受到力的作用。两个磁体间的相互作用是通过磁场而发生的。电流的周围也存在着磁场，当把通电导体放人磁场中时，相当于把一个磁体放入此磁场中，由于磁场对磁体会产生力的作用，所以通电导体在磁场中也会受到力的作用，而作用的实质，也是两个磁体间发生了力的作用。第2页版权所有不得复制2.通电导体在磁场中受力的方向，跟导体中的电流方向和磁感线方向有关，而且这三个方向之间两两互相垂直。3.通电线圈在磁场中受到力的作用时可以发生转动。在生实际活中的应用：电动机、电压表、电流表等。二、直流电动机1.直流电动机的工作原理：FFFFAEFB根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，它在工作时可将电能转化成机械能。优点：电动机构造简单、方便控制、体积小、效率高、功率易调节、污染小，广泛地应用于日常生活和各种产业中。2.直流电动机的构成：磁极、线圈、换向器、电刷。换向器——两个半铜环。若要实现通电线圈在磁场中连续转动，必须使线圈刚转过平衡位置时，就改变一次电流的方向。3.换向器的作用：每当线圈刚转过平衡位置，换向器就能自动改变线圈中电流的方向，使电动机能持续转动。4.电动机是把电能转化为机械能的机器。5.改变电动机转向的方法：改变电流方向（对调电源正负极）和改变磁场方向（对调磁体的磁极）6.改变电动机转速的方法：改变通过电动机的电流大小和磁性强弱。知识点一：磁场对电流的作用例1.一次探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，惊讶的发现了灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法正确的是A.灯丝晃动是一种电磁感应现象B.灯丝晃动是内能转化成了机械能C.灯丝晃动是受到磁体的吸引作用D.灯丝晃动是磁场对电流的作用思路分析：1）题意分析：将正在发光的灯泡放到U形磁体中间，发现灯丝在晃动。分析产生这种现象的原因是什么。第3页版权所有不得复制2）解题思路：电流在磁场中受到力的作用，即灯丝受到电场力运动的作用。解答过程：D解题后的思考：力是改变物体运动状态的原因。例2.根据下图所示的实验，开关S闭合后，回答下列问题：（1）这个实验说明：____________________________________________________（2）改变导体ab运动的方向，方法有①__________；②____________。思路分析：1）题意分析：本题考查通电导线在磁场中受力以及影响因素。2）解题思路：通电导线在磁场中受到力的作用。改变力的方向有两种方法，一种是改变电流的方向，另一种是改变磁场的方向。解答过程：通电导线在磁场中受力改变电流的方向改变磁场的方向解题后的思考：做实验题时，关键是要在弄清题意的基础上熟练地运用实验原理，还要注意语言表述的简练准确。例3.如图所示，用“·”表示方向垂直纸面向外的磁场，与磁场方向垂直的三条导线甲、乙、丙中都通有电流，则下列说法中错误的是（）。A.三条导线都受到磁场力作用B.三条导线都受到方向相同的磁场力作用C.三条导线都受到方向不相同的磁场力作用D.导线甲所受磁场力方向与电流方向垂直思路分析：1）题意分析：本题考查磁场力与电流、磁场的关系。2）解题思路：三条导线都受到磁场力作用并且三条导线受到磁场力方向不相同，所受磁场力方向与电流方向垂直。解答过程：B解题后的思考：磁场力方向与电流、磁场方向两两垂直，同一磁场中电流方向相反，磁场力方向相反。例4.关于放在磁场中的通电导线，下列说法中正确的是（）。第4页版权所有不得复制A.一定受到磁场力的作用B.一定不受磁场力的作用C.可能受到磁场力的作用D.以上说法都不正确思路分析：1）题意分析：分析放在磁场中的通电导线是否一定受到磁场力的作用。2）解题思路：放在磁场中的通电导线不一定受到磁场力的作用，要看其放置的情况，如果电流方向与磁场方向平行就不受磁场力的作用。解答过程：C解题后的思考：通电导线是否受磁场力作用要看电流与磁场的方向是否平行。例5.某通电导线在磁场中受力作用的情况如左下图所示，则A、B、C、D四图中通电导线在磁场中受力作用的方向跟它相同的是（）。思路分析：1）题意分析：找出通电导线在磁场中受力作用的方向跟图例相同的一项。2）解题思路：图例所示电流方向向里，如果电流改为向外，受力的方向会相反，若再把磁场方向改变一下，受力的方向就又变回来了。解答过程：C解题后的思考：通电导线在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关，三个方向之间两两互相垂直。例6.下列关于动圈式扬声器的说法中，正确的是（）。A.动圈式扬声器音圈中有强电流通过时才会发声B.动圈式扬声器工作时是将机械能转化为电能C.动圈式扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动D.动圈式扬声器工作时线圈中通过的电流不一定是交变电流思路分析：1）题意分析：本题考查动圈式扬声器的工作原理。2）解题思路：扬声器是把电信号转化成声音信号的装置，所以动圈式扬声器工作时将电能转化为机械能，其工作原理是通电线圈在磁场中受力运动。解答过程：C解题后的思考：动圈式扬声器的工作流程：按声音变化的强弱电流——使扬声器内电磁铁的磁性忽强忽弱——线圈来回转动——带动纸盆振动发出声音。小结：通电直导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。知识点二：直流电动机例1.要改变直流电动机的转动方向，可采取的措施是（）。A.增大或减小线圈中的电流第5页版权所有不得复制B.增强或减弱电动机中的磁场力C.改变线圈中电流方向或对调磁铁极性D.改变线圈中电流方向同时对调磁铁极性思路分析：1）题意分析：分析如何改变直流电动机的转动方向。2）解题思路：增大（或减小）线圈中的电流或增强（或减弱）电动机中的磁场力不会改变直流电动机的转动方向。改变线圈中电流方向或对调磁铁极性可以改变直流电动机的转动方向，改变线圈中电流方向的同时对调磁铁极性，直流电动机的转动方向也不会改变。解答过程：C解题后的思考：要改变直流电动机的转动方向，方法是：保持线圈中电流方向不变，对调磁铁极性或保持磁铁极性不变，改变线圈中电流方向。例2.要使直流电动机不断的转动下去，必须给它装上换向器，下列是对换向器作用的表述，其中正确的是：（）A.当线圈在磁场中转动时，换向器不停地改变线圈中电流的方向。B.当线圈转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中电流的方向。C.当线圈在磁场中转动时，换向器每隔0.2s改变一次线圈中的电流方向。D.当线圈在磁场中每转动一周，换向器将线圈中的电流方向改变两次。思路分析：1）题意分析：本题考查换向器的作用。2）解题思路：当线圈在磁场中每转动到平衡位置时，换向器将线圈中的电流方向改变一次，转动一圈经过两次平衡位置，所以换向器将线圈中的电流方向改变两次。解答过程：BD解题后的思考：换向器的作用是在特定时刻，即线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向，使通电线圈转动后半周时也能获得动力。小结：直流电动机是把电能转化为机械能的机器，它的构成为：磁极、线圈、换向器、电刷。换向器的作用：每当线圈刚转过平衡位置，换向器就能自动改变线圈中电流的方向，从而使电动机能持续转动。由于电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，因此改变电动机转向的方法有：改变电流方向（对调电源正负极）和改变磁场方向（对调磁极）。1.通电导体在磁场中会受到力的作用，通电导体在磁场中受力的方向，跟导体中的电流方向和磁感线方向有关，而且这三个方向之间两两互相垂直。2.直流电动机是把电能转化为机械能的机器，它的构成为：磁极、线圈、换向器、电刷。换向器的作用：每当线圈刚转过平衡位置，换向器就能自动改变线圈中电流的方向，从而使电动机能持续转动。由于电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，因此改变电动机转向的方法有：改变电流方向（对调电源正负极）和改变磁场方向（对调磁极）。改变电动机的转速的方法有：改变电流大小和磁性强弱。第6页版权所有不得复制【模拟试题】（答题时间：45分钟）一、选择题1．关于通电导线在磁场中受力的方向与电流的方向和磁感线的方向之间的关系，下列说法中错误的是（）A.改变电流方向，导体的受力方向也会改变B.改变磁场方向，导体的受力方向也会改变C.同时改变电流方向和磁场方向，导体的受力方向也会改变D.同时改变电流方向和磁场方向，导体的受力方向不会改变2.下列设备中，根据磁场对电流作用的原理制成的是（）。A.电磁铁B.电铃C.电水壶D.电动机3.若改变通电导线在磁场中受到力的方向，可以采取的措施是（）。A.改变电流的大小B.改变磁场的强弱C.只改变电流方向或只改变磁场方向D.同时改变电流方向和磁场方向4.一个矩形线圈悬挂在磁场中，通电后不发生偏转，其原因可能是（）。A.线圈中的电流方向不正确B.线圈中的电流太弱C.线圈平面刚好和磁感线垂直D.线圈平面刚好和磁感线平行5.扬声器在播放音乐时（）。A.通过线圈的电流方向不变B.线圈是静止不动的C.通过线圈的电流按一定规律变化D.以上说法都不正确6.电动机与热机相比有很多优点，下列判断中，不正确的是（）。A.电动机比热机构造简单，便于操作控制B.电动机的功率比热机的功率大得多C.电动机的效率比热机的效率高D.电动机对环境没有污染7.下列关于直流电动机的线圈中的电流方向和外部电流的方向的说法中，正确的是（）。A.线圈中的电流方向和外部电路中的电流方向都是不变的B.线圈中的电流方向和外部电路中的电流方向都是变化的C线圈中的电流方向是不变的，外部电路中的电流方向是改变的D.线圈中的电流方向是变化的，外部电路中的电流方向是不变的8.一个组装齐全的直流电动机模型，接通电源后电动机不转，用手拨动一下转子后，线圈转子就正常转动起来，则它开始时不转的原因可能是（）。A.线圈内部短路B.电刷与换向器接触不良C.磁铁的磁性不强或线圈中电流不够大D.线圈正好处于平衡位置二、填空题9.通电导体在磁场力作用下运动时_________能转化成了_________能。10.通电导体在磁场中受到力的作用，保持磁场方向不变，使导体中的电流方向与原来相反，则通电导体所受磁场力方向___________；保持电流方向不变，使磁感线方向相反，则通电导体所受磁场力方向____________。11.通电导体中的电流方向与磁感线的方向相同或相反时（即两方向平行时），导体_________（选填“受”或“不受”）磁场力的作用。12.直流电动机由_______电源供电，它由______和_______两部分组成，转动的部分称为_______，不能转动的部分称为________。第7页版权所有不得复制13.通电线圈在磁场中会受到________的作用，因此线圈会转动起来，当线圈的两个边受到的力在_______直线上时，线圈所在的位置叫做_________，线圈依靠__________可以越过这个位置。14.直流电动机是根据____________________________________的原理制成的，它是把__________能转化为__________能的装置。15.要使直流电动机能连续转动，必须设法使通电线圈刚转过平衡位置时，自动改变__________，完成这一任务的装置叫做____________。三、实验题16.如图所示，是进行通电导线在磁场中受力运动的实验，回答下列问题：a＋－